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La formation des Pyrénées

L'histoire géologique pyrénéenne,longue d'environ 500 MA(Millions d'Années), est ponctuée par deux plissements:

  • L'orogenèse Hercynienne (- 360 à - 290 MA)
  • L'orogenèse Pyrénéenne ( - 53 à -33 MA)

Les roches sédimentaires qui sont affectées par ces deux plissements se sont déposées avant, pendant, ou entre les deux plissements. Ce sont donc des centaines de millions d'années de dépôts divers qui sont à l'origine des roches telle que on peut les observer actuellement.

Bien que les dépôts les plus anciens datent de l'Ordovicien (-500 Ma), c'est aux calcaires du dévonien que nous accorderons plus d'attention:

Ils renferment des fossiles de coraux plus ou moins bien conservés selon que leur lieu de dépôt subissait ou non l'action vigoureuse des vagues. D'autres couches sont constituées de boues carbonatées ennoyant des organismes fossiles biens conservés témoignant d'un dépôt en milieu calme à l'abri d'une barrière récifale.

La diversité des faciès calcaires laisse penser que ces roches se sont formées dans une ambiance tropicale (la seule qui permet la précipitation de la calcite), à proximité d'une barrière récifale comme celle de l'actuelle grande barrière australienne.

Il y avait donc à cette époque une plate-forme peu profonde parsemée de récifs à l'emplacement même des Pyrénées occidentales.

A cet épisode de dépôt calcaire succède des dépôts turbiditiques, qui sont caractérisés au carbonifère supérieur par des dépôts peu profonds avec présence de charbons et de fossiles de plantes.

L'orogenèse hercynienne, qui concerne une partie de l'Europe et de la péninsule ibérique, va alors plisser les terrains déposés entre l'Ordovicien et le Carbonifère inférieur. Les roches postérieure et donc non affectées par le plissement permettent de repérer la fin de ce phénomène dans le temps.

Au début du Permien le nouveau relief bien plus imposant que l'actuel offre un terrain de prédilection à l'érosion, qui dissout le calcaire, creuse des fossés dans lesquels vont s'étaler des coulées de cailloutis portés par une matrice argilo-sableuse.

S'installent aussi des volcans tel le pic du Midi d'Ossau qui va se présenter sous la forme d'une caldéra entourée de coulées de laves et de dépôts de cendres volcaniques.

A cette époque le climat offre des périodes pluvieuses qui alternent avec des épisodes de chaleur, oxydant les minéraux ferrugineux et conférant ainsi aux dépôts une pigmentation rouge caractéristique. Les roches issues de cette sédimentation intramontagneuse seront à juste titre appelées "grès rouges" du Permo-Trias.

Les sédiments déposés au Jurassique (-200 à -130 MA) sont des dolomies résultant de la transformation de boues calcaires, par l'action de l'eau très magnésienne des fonds de lagons.

Le Crétacé inférieur se caractérise par la sédimentation de marnes puis à nouveau de calcaires récifaux (Urgoniens) sur des centaines de mètres d'épaisseur. Il y avait donc à cette époque en Béarn et en Bigorre des lignes de rivage au tracé capricieux, bordant des terres momentanément immergées, et des zones marines aux profondeurs variables au fil des temps.

La vielle chaîne hercynienne réduite à une pénéplaine, en partie recouverte par la mer devait s'enfoncer par endroits pour former de bassins capables de stocker des quantités importantes de sédiments.

C'est au Crétacé supérieur (- 100 MA) que la "mer pyrénéenne stocke les dépôts les plus profonds: les "Flyschs que l'on préfère appeler aujourd'hui des turbidités. La pénéplaine fracturée est entaillée de sillons profonds aux bords abrupts séparant la plate-forme ibérique de la plate-forme Aquitaine. Les sédiments argilo-sableux sédimentés en bordure de plate-forme sont précipités dans les sillons à la manière d'avalanches sous-marines. Les particules les plus grossières se déposent en premier, suivies des plus fines, offrant ainsi des couches grano-classées, sur des milliers de mètres d' épaisseur, traduisant des avalanches successives de sédiments instables sur des pentes, parfois de faible déclivité (quelques degrés).

Comme les décrit M. Mattauer, les Pyrénées sont une chaîne en collision. Cette collision se fait dés la fin du Crétacé supérieur entre la plaque espagnole et la plaque européenne. Le rapprochement violent de ces deux plaques a provoqué un bourrelet long de 250 kms entre le golfe de Gascogne à l'ouest et la Mer Méditerranée à l'ouest.

Les plaques ibériques et européenne qui depuis le jurassique se sont éloignées au rythme de quelques centimètres par an, pour ouvrir les sillons, vont se rapprocher pendant toute la durée de l'Eocène:

Un des premiers processus fut un éloignement de la plaque ibérique vers le SSW qui ouvrit des failles momentanément empruntées par des magmas ophitiques. Vers le milieu du crétacé le fond océanique du golfe de Gascogne s'ouvre et la plaque ibérique amorce un mouvement de translation-rotation vers le sud-est. Plus tard vers la fin du crétacé et le début du tertiaire l'Iberie converge vers l'Aquitaine refermant progressivement les fossés et bassins sédimentaires. Ce raccourcissement est à l'origine de la formation du bourrelet montagneux connu sous le nom de Pyrénées.

                          

         

            Mouvements relatifs des plaques
          ibérique et européenne
Évolution des déplacements de la
plaque ibérique durant le Crétacé

 

Tous les sédiments post-hercyniens sont déformés, témoignant d'un autre cycle orogénique, à l'origine des Pyrénées actuelles. La compression à pour résultat un très grand raccourcissement horizontal de l'édifice pyrénéen, suivant un axe Sud-Nord. Les terrains de la haute chaîne primaire forment la zone axiale (granites), les terrains secondaires plissés au nord et au sud viennent chevaucher des roches bien plus récentes à la faveur de failles faiblement inclinées. Certains présentent une schistosité prononcée, preuve de l'action du métamorphisme général qui a transformé les roches et fait apparaitre ne nouveaux minéraux.

Au Paléocène et pendant l'oligocène les Pyrénées naissantes, en voie de soulèvement offrent à nouveau du relief à l'action d'érosion. Celle-ci expédie au sud (Bassin de l'Ebre) et nord (bassin aquitain), des accumulations de débris caillouteux en milieu tout dabord littoral, puis deltaïque et fluvial. Ces dépôts (poudingues de Palassou) ont contribués à combler une partie du bassin aquitain.

Au Miocène (-20MA) l'érosion se poursuit et les nombreux cours d'eau qui coulent perpendiculairement à la chaîne, accumulent des molasses contenant des galets, des grès, et des calcaires argileux, en couches à peu près horizontales. Ils reposent en discordances sur les derniers terrains plissés, montrant ainsi la fin de l'épisode de compression.

Plus tard, au Quaternaire, une dernière phase érosive importante est liée à la présence de glaciers qui ont modelé les vallées Nord-Sud " en auge " et déposées à leur sorties des moraines. Ces dépôts ont été repris récemment par l'érosion fluviatile et l'on est arrivé ainsi aux formes des reliefs tels que l'on peut les observer aujourd'hui dans les Pyrénées.

        
Structure géologique simplifiée des Pyrénées   Corrélation simplifiée N-S des Pyrénées

 


Bibliographie:
(1) D'après Raymond Mirouse (Professeur à l'univeristé de Toulouse).
(2) Christian Montenat pour les illustrations (professeur à l'IGAL - Lasalle Beauvais)

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Le pétrole et le gaz naturel


  • Existe-t-il du gaz naturel et du pétrole dans le Sud-Ouest?

Le bassin d'Aquitaine représente la région de France la plus productive en huile et en gaz. L'exploration pétrolière débuta ici dès les années 30 et permit de mettre en évidence plusieurs gisements d'huile et de gaz en Comminges et en Béarn au pied des Pyrénées, en particulier le gisement géant de Lacq découvert en 1951 qui alimente encore de nos jours la région de Pau en gaz de ville.

Le gaz et le pétrole sont des hydrocarbures qui se trouvent à l'état naturel en imprégnation dans des roches poreuses enfouies à plusieurs kilomètres de profondeur. Parfois le pétolr fuit jusqu'en surface. Ces gisements de bitume étaient recherchés dès l'antiquité et utilisés pour étanchéifier les bateaux. Le pétrole tire ainsi son nom du mot latin petroleum qui signifie huile de pierre: c'est le naphte que les Anciens exploitaient au Moyen Orient. De tels sites plus modestes existent également dans les Pyrénées.

La géologie permet aujourd'hui de comprendre les processus complexes qui contrôlent la formation du pétrole et du gaz naturel et permet aussi de prédire les accumulations à grande profondeur qui ne pourront être atteintes que par forage. Cette matière première joue un rôle très important dans notre économie et justifie les moyens coûteux utilisés pour les exploiter.

  • Comment se forment le gaz naturel et le pétrole?

 Le gaz naturel et le pétrole se forment à partir de composés organiques issus des êtres, animaux ou végétaux, vivant à la surface du globe et particulièrement en milieu aquatique. La matière organique ainsi produite se dépose au fond des mers et des lacs où elle est incorporée aux sédiments qui formeront la roche-mère

Le système pétrolier

Ce sont les processus de sédimentation et de décomposition . Par la suite, au fond de ces bassins sédimentaires, cette matière organique se transformera progressivement en hydrocarbures fluides et mobiles sous l'action de l'enfouissement et de la température. Ceux-ci s'accumuleront dans des roches poreuses et perméables, généralement sédimentaires, appelées roches-réservoirs. Ce sont les processus de maturation et de migration.

Enfin, pour que le pétrole et le gaz puissent se concentrer et former des gisements il faut empêcher leur fuite vers la surface par la mise en place de structures appropriées (par exemples des plis) qui les emprisonneront sous des couches imperméables, appelées roches-couvertures. C'est le processus de piégeage et accumulation.

Ces différentes étapes indispensables à la formation du gaz et du pétrole sont détaillées ci-dessous:

  •  Le dépôt: Composés de carbone, d'hydrogène, d'azote et d'oxygène, la plupart des déchets organiques issus de la mort des êtres vivants animaux ou végétaux sont généralement détruits et digérés par les bactéries. Mais certains se déposent au fond des mers fermées, des lagunes, des lacs, des deltas ou d'autres milieux aquatiques pauvres en oxygène, et sont ainsi protégés de l'action des bactéries.
  • La sédimentation: Là, les matières organiques se mélangent à des sédiments (sable, argile, sel...) et s'accumulent par couches successives pendant des millions d'années.Les couches les plus anciennes se trouvent ainsi enfouies sous les plus récentes.
  • Les déplacements: Par leur propre masse, ces couches sédimentaires s'enfoncent naturellement. Le phénomène de tectonique des plaques qui agite le manteau de la Terre les casse, et les entraîne plus profondément dans l'écorce terrestre.
  • La maturation: Plus les couches sédimentaires s'enfoncent, plus la température et la pression augmentent. Des réactions chimiques éliminent alors les atomes d'azote et les restes d'oxygène, pour ne laisser que des molécules formées de carbone et d'hydrogène qui constituent les hydrocarbures liquides et gazeux qui se retrouvent au sein d'une roche, appelée roche mère.
  • La migration: Ces hydrocarbures vont se déplacer sous terre car, plus légers que l'eau, ils ont tendance à remonter vers la surface de la Terre. Si rien ne les arrête, ils s'échappent et suintent à la surface ou bien se solidifient en bitume en perdant leurs constituants volatils.
  • Le piègeage: Mais si au cours de leur migration, les hydrocarbures rencontrent une couche imperméable qu'on nomme la couverture, ils sont alors piégés en dessous dans les interstices microscopiques et les fissures d'une roche, dite roche réservoir. Dans cette roche réservoir, la partie gazeuse des hydrocarbures remonte lentement au-dessus du pétrole, en repoussant vers le bas la nappe d'eau. Un géologue soupçonnera-t-il quelques millions d'années plus tard l'existence de ce gisement ?

     
  • Exemple simplifié du champ de Lacq:

Roches mères riches en matière organique: argiles du Jurassique (Kimméridgien).

Roches réservoirs: carbonates du Jurassique (Portlandien - dolomie de Mano) et du Crétacé (calcaires du Barrémien).

Roches couvertures: argiles du Crétacé inférieur (Aptien - marnes de Ste Suzanne et Albien - marnes d'Assat).

Pièges structuraux: plis anticlinal profond (accentué au Tertiaire lors de l'orogenèse Eocène pyrénéenne).


Colonne lithostratigraphique du champ de Lacq

      Coupe géologique du champ de Lacq       

Évolution structurale du champ

Colonne lithostratigraphique
du champ de Lacq
Coupe géologique du champ de Lacq Évolution structurale du champ
du Jurassique à l'Actuel
  • Où peut-on voir ces roches en surface?

Ces roches profondément enfouies dans le bassin d'Aquitaine au niveau de Lacq (3500m) ont été portées à l'affleurement plus au Sud lors de la surrection de la chaîne des Pyrénées. On peut les voir en vallée d'Aspe le long de la route géologique en particulier:

Carte
(cliquer pour agrandir)
Panneaux
(cliquer pour agrandir)
Arrêt Descripiton de l'arrêt 

  

Arrêt 4:
Le Mail Arrouy
Offre un panorama sur le Mailh-Arrouy (roche réservoir)
et qui montre l'aspect de roches couvertureau bord de la route.

Arrêt 5:
Le défilé d'Escot

Montre l'aspect des roches réservoir au bord de la route.
Arrêt 10:
Le fort du Portalet    
Montre un bel exemple d'anticlinal: celui du Portalet. 

 

 


Bibliographie:
(1) http://www.legeologue.com/2009/12/le-petrole-de-a-a-z
(2) http://www.elf.com.pl/odyssee
(3) http://www.routetranspyreneenne.com

 

 

 

 

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Qu'est-ce que l'érosion?


L'érosion est le résultat des actions externes qui provoquent la dégradation du relief " nous dit le dictionnaire. Les montagnes pyrénéennes sont en effet en permanence agressées à la surface de la terre. Cette agression naturelle se fait de façon visible (torrents, glaciers, éboulements) ou de façon plus subtile (action du vent, action de la pluie, variations de températures, influence de la végétation). Cependant, l'érosion n'est pas qu'un phénomène de surface, elle existe aussi en profondeur et affecte ainsi le relief de multiples façons. Enfin, il faut aussi mentionner les dégradations artificiellement introduites par l'homme (déboisement, constructions, pollution). Ce sont toutes ces actions qui ont façonné les paysages tels qu'ils nous apparaissent aujourd'hui. 

  • Les paysages Pyrénéens évoluent-ils dans le temps? 

Le paysage que nous observons est une photo prise à un instant donné de l'évolution de la chaîne de montagnes. En réalité les paysages changent en permanence à l'échelle du temps géologique. Ainsi, année après année, siècle après siècle, millénaire après millénaire, les roches des montagnes se désagrègent, les fragments les plus gros entraînés par la gravité s'accumulent au bas des pentes tandis que le vent et l'eau emportent les débris les plus fins. Progressivement ces éléments sont acheminés par les eaux courantes vers la plaine et enfin vers la mer. La montagne devient grain de sable!

Toutes les montagnes, aussi hautes soient-elles, sont ainsi soumises à cette érosion implacable qui les rabote jusqu'à les réduire, sur des millions d'années, à l'état de surfaces planes appelées pénéplaines. Au cours des temps géologiques, bien des montagnes de notre Terre ont ainsi été démantelées et totalement arasées.

Il est ainsi difficile d'imaginer cette immense chaîne ancestrale qui s'élevait il y a 300 millions d'années, à la fin de l'ère Primaire, bien avant la formation des jeunes montagnes actuelles que nous appelons Pyrénées, apparues il y a seulement...40 millions d'années durant l'ère Tertiaire. Aujourd'hui, de cette chaîne ancestrale disparue (et enterrée sous 10 000 m de sédiments dans le Bassin Aquitain) il ne reste que quelques vestiges exhumées lors du soulèvement des Pyrénées. C'est le cas du Pic du Midi d'Ossau entre vallée d'Ossau et vallée d'Aspe.  

  • Comment " lire " le paysage pyrénéen?

 C'est par des processus mécaniques et chimiques que cette érosion sculpte le relief des montagnes. Le démantèlement de la chaîne de montagnes se fait inexorablement à toutes les échelles, à celle du massif comme à celle du cristal, qu'il s'agisse de la pluie (qui mobilise les éléments moléculaires lessivés), du vent (qui déplace les fines particules), d'un torrent (qui entraîne boues et cailloux) ou d'un glacier (qui pousse ces gros blocs appelés moraines ). On comprend donc d'autant mieux l'importance du climat dans ce phénomène que l'agressivité des éléments changent non seulement d'une région à une autre (influence atlantique ou méditerranéenne le long des Pyrénées) mais évoluent aussi au cours de l'histoire géologique. En effet, l'étude des paléoclimats nous apprend que dans les Pyrénées les variations ont été extrêmes, du climat tropical de l'ère Tertiaire aux glaciations de l'ère quaternaire. Ceci entraîne aussi des changements importants du niveau des mers, de la géographie côtière et du réseau hydrographique (depuis 10 000 ans le niveau des mers est monté de près de 100m en raison de la fonte des glaces. La mémoire humaine s'en souviendrait à travers les vieux récits et mythes parvenus jusqu'à nous tels ceux du Déluge ou de l'Atlantide).

Enfin, les roches agressées ne réagissent pas de la même façon selon leur nature et leur dureté. Les degrés de dureté varient beaucoup entre un granite compact , un grès, un calcaire ou une argile tendre. Le développement de la végétation prend alors toute son importance car si le couvert végétal et son sol protègent les roches des agents d'érosion de surface (eau, vent, gel) , par ailleurs ils favorisent le développement des racines, l'infiltration de l'eau, la dissolution chimique et la dislocation des roches en profondeur.

Ainsi les éléments érosifs n'auront pas tous la même force d'altération et d'abrasion dans l'espace et le temps ni la même puissance de transport mais tous conduiront à mobiliser et évacuer ces débris solides qui se redéposeront ailleurs.

  •   L'érosion et la formation du paysage pyrénéen ?

 Altération, érosion, transport, sédimentation et diagenèse constituent le cycle de l'évolution d'une roche. Cette roche sera en permanence agressée par les agents atmosphériques mais aussi par l'homme. L'altération et l'érosion contribuent à " grignoter " la montagne jusqu'à la réduire à l'état de pénéplaine. Ce sont ces actions complexes, actives à la fois dans le temps et l'espace, qui modèlent la montagne. Nous allons examiner ces multiples actions en apprenant à lire leur histoire géologique dans le paysage qui nous entoure. 

  • Comment la pluie érode et modèle le paysage?

Érosion par la pluieLa pluie en s'infiltrant dans les fractures et fissures des roches se trouve directement en contact avec les cristaux des roches qu'elle attaque par un processus chimique (hydrolyse, hydratation, oxydation ou dissolution). La neige et le gel (en hiver) ou les variations de températures et l'évaporation (en été), favorisent à partir de cette eau de pluie infiltrée la fragmentation de la roche par un processus mécanique.

Par la suite les bactéries, lichens et les racines des végétaux qui s'infiltreront dans ces fissures y trouveront un milieu humide propice à leur développement et aideront à cette dislocation par un processus biochimique. Selon le degré de fissuration, selon la capacité de résistance des minéraux à cette altération et selon l'abondance des précipitations, la roche pourra être attaquée sur plusieurs mètres de profondeur voire, plusieurs centaines de mètres, dans la zone où l'eau circulera jusqu'à atteindre la nappe phréatique. Les eaux circulant en profondeur puis remontées en surface sont dites thermales car elles sont chaudes et riches en minéraux.

La chaîne des Pyrénées est constituée de roches très variées qui réagiront différemment à l'érosion. C'est un massif globalement symétrique si on le traverse du nord au sud: la zone centrale est formée de roches sédimentaires très anciennes, datant de l'ère primaire, très déformées et où sont mis en surface des noyaux granitiques et volcaniques durs. Les flancs, de part et d'autre de cet axe, sont appelés zones nord et sud pyrénéennes et sont surtout constitués de roches calcaires massives et de marnes plissées datant de l'ère secondaire. Au delà, les piémonts gréseux et argileux peu déformés constituent les bordures du bassin aquitain en France et du bassin de l'Ebre en Espagne, formés depuis l'ère tertiaire et continuant à recevoir les produits actuels de l'érosion des montagnes.

L'importance du couvert végétal, qui contrôle l'existence sur la roche d'un sol plus ou moins épais et riche en humus, est fonction de la pente, de l'ensoleillement et de l'humidité. Cette végétation limite l'érosion mécanique directe mais favorise l'altération chimique en profondeur. Des différences marquées sont observables entre le versant français (humide et vert, d'influence atlantique) et le versant espagnol (plus sec et aride, d'influence méditerranéenne). De même entre les sommets pelés à 2000 ou 3000m et le fond verdoyants des larges vallées à 200 ou 300m subissent des conditions climatiques extrêmes provoquant des modes d'érosion et des types de paysages différents. Sur la photo ci contre on peut observer l'érosion évidente de la marne et également une érosion fossile marquée par une discordance angulaire des terrains quaternaires ferrugineux sur les marnes grises du dessous.

Le granite et les roches volcaniques sont des roches très dures, qui produiront des pitons (pic du Midi d'Ossau) tandis que les plateaux granitiques s'éroderont en masses arrondies (massif de Cauterêt). Le calcaire est une roche sédimentaire dure mais soluble, ainsi les pics sont modelés en aiguilles (Aiguilles d'Ansaberre) et les plateaux calcaires formeront des karsts truffés de gouffres et de canyons (massif de la Pierre Saint Martin, canyons du Haut-Aragon). Le grès est une roche sédimentaire dure mais friable qui forme des falaises abruptes et des pinacles( Mallos de Riglos). L'argile est une roche tendre qui produit un relief en creux ou donne un paysage de collines. 

  • Comment les glaciers érodent et modèlent le paysage?

Strie glaciaireLes glaciers résultent de la transformation par tassement (compaction) des neiges permanentes en glace dans les chaînes de montagnes suffisamment élevées et froides. En amont les glaciers creusent des cirques tandis que les langues glaciaires en mouvement arrachent des blocs de taille qui raclent et élargissent le fond des vallées en forme de U ( ou auges selon une coupe verticale transverse).

Lorsque le glacier fond, il abandonne les matériaux erratiques transportés (moraines) et les déposent sur place en position latérale et frontale sous forme de petites collines désorganisées (vallum) mais suffisamment importantes pour retenir des lacs. Parfois les indices du passage des glaciers sont plus ténus et on ne retrouve que des surfaces striées, cannelées ou de la farine de roche produites par l'abrasion.

Dans les Pyrénées le climat n'a pas toujours été tempéré comme nous le connaissons aujourd'hui. Jusqu'à la fin du Tertiaire il a été plus chaud qu'aujourd'hui puis il s'est brutalement refroidi. Pendant les deux derniers millions d'années une succession de périodes glaciaires et interglaciaires a frappé nos latitudes, modifiant profondément la faune et la flore de l'époque. Ainsi les premiers hommes du paléolithique moyen ont connu le maximum de glaciation du massif pyrénéen, il y a 35 000 ans, et ils chassaient le renne dans un paysage de steppe au pied des montagnes. Puis lentement le réchauffement climatique a provoqué la fonte des glaces, la végétation, les animaux et l'homme ont occupé l'espace, mettant ainsi en place il y a 10 000 ans des paysages semblables à ceux que nous connaissons aujourd'hui. Depuis 7000 ans le climat n'a plus subi de grandes variations et a permis la grande révolution du Néolithique lorsque l'homme chasseur est devenu agriculteur en inventant l'élevage et la culture.

Les nombreux sites préhistoriques souvent mal connus (Mas d'Azil, grottes de Niaux, de Gargas, etc...), et autres dolmens ou menhirs de la région (Plateau du Benou, Arudy, etc...), témoignent d'une conquête précoce des montagnes par les chasseurs puis les pasteurs il y a déjà 4000 ans. Cette glaciation a laissé de profondes empreintes dans le paysage tels les grands cirques (Lescun, Gavarnie, etc...), les larges vallées en auges creusées par des langues glaciaires qui descendaient des hauteurs et s'étendaient sur plus de 50 km de long (vallée d'Argelès, d'Ossau, etc...) ou encore les multiples lacs d 'altitude (lac de Gaube ou de Lourdes, lacs du massif de Néouvielle, etc...) et tourbières. Le réchauffement enregistré depuis le XIXe siècle conduira à la disparition totale des derniers grands glaciers pyrénéens confinés dans la haute montagne (Vignemale, Aneto, etc...). 

  • Comment les torrents érodent et modèlent le paysage?

Les torrentsLes torrents concentrent toutes les eaux de ruissellement de la montagne. Ils jouent un rôle important dans l'érosion des fonds de vallée et dans le déplacement des éléments qu'ils transportent, trient par décantation (suivant leur taille et leur poids) et déposent plus ou moins loin. Ces matériaux charriés vont de la taille de fines particules qui troublent les eaux à la taille de galets ou blocs encore plus gros qui roulent et creusent le lit des torrents et dont le transport, effectué par à-coups vers l'aval, dépend de la vitesse, du débit et de la turbulence du cours d'eau. La pente des montagnes et les précipitations sont donc très importantes

Dans les Pyrénées ces torrents, appelés gaves et rios, ont un grand pouvoir d'érosion car les pentes sont fortes en haute montagne. Leur incision crée des gorges étroites dans les roches calcaires qui font le bonheur des amateurs de canyoning. Dans le fond des vallées, lorsque la pente devient plus faible la charge transportée se dépose, graviers et galets forment ainsi des digues naturelles (les levées), le gave devient plus sinueux et durant les périodes de crues, l'étalement des rivières provoque le dépôt des alluvions. L'agriculture s'est ainsi d'abord développée dans ces fonds de vallées fertiles tandis que les villages s'établissaient légèrement en retrait à l'abri des inondationss. La vallée d'Aspe en forme de V typique où coule le gave d'Oloron montre bien la force de l'érosion et l'épandage épais des galets qui tapisse les plaines au pied des montagnes (par exemple le plateau de Lannemezan) est la preuve de la puissance du phénomène à l'échelle géologique. Cependant cette mise en forme, si elle s'entretien encore de nos jours, date en fait d'une érosion fluviale beaucoup plus intense dans le passé lorsque les glaciers ont commencé à fondre, alimentant pendant des milliers d'années ces vallées par des quantités d'eau colossales.  

  • Comment le vent érode et modèle le paysage?

L'action du ventLe vent agira surtout sur les surfaces dénudées de la haute montagne et transportera en suspension les plus fines particules, ne laissant que les surfaces caillouteuses.

Les poussières abrasives soufflées en continu par le vent des sommets poliront la surface des roches rencontrées.

Le vent a ainsi transporté ces particules sur de grandes distances durant les dernières glaciations quaternaires, déposant le limon fertile (loess) dans les riches plaines au pied des montagnes.

Ceci peut étonner mais, de nos jours, dans les Pyrénées le phénomène de la neige rouge n'est-il pas dû aux poussières en provenance... du Sahara?
 

  • Quelle est l'action de la gravité sur l'évolution du paysage? 

Cône déboulis.La gravité est un phénomène majeur pour expliquer la chute et les déplacements en masse de matériel rocheux. On différenciera les éboulements, les écroulements ou les glissements de terrain, selon l'importance du matériel mobilisé. Les cônes de déjection sont l'illustration la plus fréquente de ces éboulis en bas de pente.

Par ailleurs, l'eau qui imbibe les terrains, le gel qui fait éclater les roches ou les petits tremblements de terre fréquents dans les Pyrénées aideront également à déstabiliser les rochers et les terrains pentés.

Les avalanches de neige font également partie de ces phénomènes gravitaires qui laissent de profondes travées déboisées dans le paysage.

  •   Quelle est l'action de l'homme sur l'évolution du paysage?

Pâturages autour du Pic du Midi d'Ossau.Avec la domestication animale et le pastoralisme, l'homme s'est attaqué à la forêt depuis 5000 ans. Au cours des siècles il a donné à une grande partie des paysages d'altitudes leur allure actuelle: ce sont les estives où la transhumance conduit chaque année les troupeaux pendant l'été.Par ailleurs la richesse minière des Pyrénées est connue de longue date.

Plomb, zinc, argent ou fer étaient déjà exploités par les Gallo-Romains et ces exploitations minières (pour beaucoup encore en activité après la seconde guerre mondiale) ont provoqué des aménagements conséquents de la montagne.

Les villes et villages ont modifié le paysage des vallées, exploité des carrières, aménagé les cours d'eau et des infrastructures importantes à travers la montagne pour la communication et le tourisme Les sources thermales très prisées des Romains le sont encore de nos jours tandis que le tourisme d'hiver et d'été amène des milliers de visiteurs dont le passage n'est pas sans impact sur l'environnement.
 


Bibliographie:
(1) Encyclopédie Théma - Les agents de l'érosion, reliefs et types de roches. Ed Larousse, 1992
(2) Les Pyrénées - la vie sauvage en montagne et celle des hommes - C. Dendaletche -Ed Delachaux et Niestlé, 1997
(3) Le guide de la France préhistorique -Ed Gallimard, 1997
(4)
Guides géologiques régionaux - Pyrénées occidentales Béarn et Pays Basque- ED. Masson,1976
(5) Pyrénées 500 millions d'années - itinéraires géologiques dans le Parc National. Ed. BRGM, 1983
(6) Guides géologiques régionaux - Pyrénées centrales franco-espagnoles - ED. Masson,1992

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La déformation des roches


Quelles sont les principales déformations dans les roches ?

Les déformations des roches peuvent être observées à toutes les échelles dans la nature. On pourrait dire comme Blaise Pascal " de l'infiniment grand à l'infiniment petit ".

L'infiniment grand concerne les plaques continentales. Et là ça se passe à l'échelle de l'Afrique ou des Amériques.

L'infiniment petit concerne le cristal de roche qui à l'échelle du millimètre voire du micron, constitue les roches.

Et ce qui est troublant c'est que l'infiniment grand et l'infiniment petit sont intimement liés. Quand il se passe quelque chose à l'échelle de la plaque automatiquement le cristal enregistre ces réactions.

Ainsi quand au contact entre deux plaques, comme ça peut arriver dans la partie nord des Pyrénées, une faille rejoue et provoque un tremblement de terre, les roches le long de la faille en sont aussi affectées. Elles se cassent, se fissurent, provoquent des éboulements. Et ça n'arrive pas qu'aux roches puisque les constructions faites par les hommes subissent le même sort, maisons écroulées, clochers affaissés..etc.

A toutes les échelles, il existe deux types de déformations dans les roches : on les appelle les déformations souples et les déformations cassantes.

  • Les déformations souples :

 On dit qu'elles se forment " en compression " et les forces qui les créent sont convergentes. L'objet déformé est raccourci. On forme ainsi des plis.
Parfois lorsque une partie du pli est cassé par une faille (Plis-faille) et chevauche des terrains adjaçants, jusqu'à les recouvrir sur plusieurs kilomètres on à affaire à une nappe de charriage (comme à Gavarnie).

  • Les déformations cassantes :

 Certaines d'entre elles se forment en distension et les forces qui les créent sont divergentes. L'objet ainsi déformé est allongé et l'on forme ainsi des failles normales.
D'autres sont associées à des raccourcissements (failles inverses) lors de mouvements compressifs.

 

        

Déformation souple                                                                Déformation cassante

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Comment " lire " Les paysages Pyrénéens ?

 
Panorama

Les grands principes de la géologie sont simples et font appel au bon sens pour comprendre les paysages d'aujourd'hui et d'hier qui ont été façonnés il y a plusieurs milliers voire plusieurs millions d'années. Il faut savoir que:

 

1- Selon la tectonique des plaques, nos continents ne sont pas fixes mais dérivent à la surface du globe en flottant sur un manteau de magma, mécanisme qui permet d'expliquer la formation des chaînes de montagnes et des océans. 

2- A la surface du globe, toutes les roches subissent un cycle durant lequel elles sont usées, les débris sont ensuite transportés et déposés ailleurs avant de se consolider pour donner de nouvelles roches dites sédimentaires (par exemples les sables donneront des grès, les boues donneront des argiles, les galets donneront des conglomérats, les particules organiques donneront des calcaires).

3- Les roches enfouies à grande profondeur dans la croûte terrestre seront soumises à des pressions et des chaleurs très élevées. Ceci conduira:
- soit à leur transformation en roches dites métamorphiques (par exemples les argiles se transformeront en schiste, les calcaires se transformeront en marbre, les granites se transformeront en gneiss),
- soit à leur fusion en roches dites éruptives (par exemple les laves ou les granites, qui sont des laves cristallisées).

4- Les couches sédimentaires se déposent toujours à plat et les fossiles contenus permettent de donner l'âge géologique des dépôts.

5- Le temps se mesure en millions d'années sur une échelle géologique subdivisée en ères (par exemple ère secondaire), période (par exemple ....), époque (par exemple...) et étage (par exemple....). Chaque subdivision porte le nom du lieu où on l'a identifiée et correspond à un intervalle de temps défini.

6- Sur une coupe de terrain, les couches situées en bas sont toujours plus anciennes que celles qui les recouvrent quand il n'y a pas eu de déformations.


Ainsi l'érosion de la montagne, le transport et le dépôt des débris puis enfin la transformation de ces sédiments font donc partie du cycle de la vie d'une roche qu'il est possible de replacer dans le temps géologique. Nous avons vu dans la partie
érosion et paysages que les climats et l'agressivité des agents atmosphériques varient non seulement d'une région à une autre (influence atlantique ou méditerranéenne) mais ont aussi évolué au cours de l'histoire géologique (glaciations quaternaires). Par ailleurs, les roches soumises à l'altération et l'érosion ne réagissent pas de la même façon selon leur nature.

Le granite et les roches volcaniques sont des roches très dures et compactes, aussi les sommets formeront des pitons (pic du Midi d'Ossau) tandis que les massifs s'éroderont en masses arrondies ( massif de Cauterêt). Le calcaire est une roche dure mais soluble, ainsi les pics donneront des aiguilles (Aiguilles d'Ensabère) et les massifs formeront des karsts truffés de gouffres et de canyons (massif de la Pierre Saint Martin, canyons du Haut-Aragon). Le grès est une roche dure mais friable qui perdra sa cohésion naturelle et formera des pinacles( Mallos de Riglos). L'argile est une roche tendre qui formera un relief en creux ou donnera un paysage ondulé de collines. Comprendre la formation des reliefs c'est apprendre à lire leur histoire géologique dans le paysage qui nous entoure.  

  • Comment lire un paysage granitique?

Paysage granitiqueLe granite est une roche très dure, formée à très grandes profondeur de l'écorce terrestre, fortement fissurée et composée de cristaux visibles à l'oeil nu. D'origine souvent très ancienne, les granites que nous voyons ici font partie des racines profondes de la grande chaîne hercynienne, aujourd'hui arasée, qui occupait tout le sud de l'Europe. Grâce au soulèvement des Pyrénées actuelles, ces racines ont été, portées en surface du globe terrestre, dénudées par l'érosion et apparaissent aujourd'hui comme l'axe rigide situé au coeur de nos montagnes. Ces granites, malgré leur dureté ont donc été soumis à une histoire géologique complexes et à de nombreuse déformations.

Formés à très grande profondeur (roches éruptives plutoniques) les granites résultent de la solidification lente et cristallisation d'une poche magmatique au sein de l'écorce terrestre. Ceci explique, d'une part, l'aspect compact et globulaire des massifs granitiques vus en carte et, d'autre part, la taille des cristaux de la roche, visibles à l'oeil nu, sachant que plus le refroidissement sera lent, plus les cristaux seront gros. Le comportement rigide du granite en fera une roche cassante lorsqu'elle sera soumise à des mouvements tectoniques tels ceux décrits dans roches et déformations, aussi le massif granitique sera-t-il parcouru de failles et de fractures, à très grande échelle (kilomètre) comme à très petite échelle (millimètre), voire à l'échelle du cristal.

A l'altitude moyenne, sous le climat tempéré que nous connaissons actuellement, l'altération a lieu pour l'essentiel en profondeur, au contact de l'eau qui circule par les fissures et altère chimiquement les minéraux (silicates). La roche prend alors une couleur marron à brun en se désagrègeant et, devenue friable, forme un sable grossier (arène granitique). Lorsqu'en surface les eaux de ruissellement auront déblayé ces débris, le granite nous apparaîtra sous forme de masses emoussées, voire de boules plus ou moins superposées tandis que les argiles, résidus de l'altération, s'accumuleront dans les dépressions. De beaux exemples seront vus au Pont d'Espagne et dans la large vallée glaciaire du Marcadau. Dans les cas extrêmes, sous le climat froid et humide de l'ère Quaternaire, cette érosion a pu être intense, et la formation d'une multitude de boules donne un paysage à l'allure très charactéristique appelé chaos granitique. La roche ainsi mise à nu avec un sol très pauvre ne permet pas le développement d'une végétation dense qui est plutôt celle d'une lande sur sol acide. De beaux exemples seront vus à Targassonne, dans les Pyrénées Orientales. Dans les zones de haute montagne, plus exposées à l'altération mécanique, les sommets granitiques se présenteront sous forme de pitons, tel sera le cas du Balaitous ou du Néouvielle.

Sous le climat chaud et plus ou moins humide de l'ère Tertiaire, comme sous nos latitudes tropicales actuelles, le processus d'altération a été différent et sous ces conditions ces résidus d'érosion forment plutôt des cuirasses latéritiques.  

  •  Comment lire un paysage calcaire?

Dissolution dans des calcaires de la Pierre Saint-MartinLe calcaire est une roche formée en milieu aquatique, se déposant au fond de vastes lacs ou de mers anciennes sur de grandes étendues et sur des épaisseurs parfois impressionnantes comme le montrent les grandes barres de calcaires gris-clair qui soulignent dans le paysage les premiers chaînons pyrénéens. Composée presque uniquement de calcaire pur (carbonate de calcium), cette roche de couleur claire est soluble et perméable et susceptible de se plisser lorsqu'elle est soumise à des déformations intenses, telles celles présentes lors du soulèvement des montagnes actuelles. Si la composition chimique est enrichie en magnésium, on utilisera plutôt le terme de dolomie.

De part sa composition, le calcaire est une roche soluble par l'eau de pluie et surtout par les eaux de ruissellement acidifiées par l'activité biologique des sols (micro-organismes, racines) et riche en gaz carbonique dissout. Le carbonate de calcium une fois dissout est emporté par les eaux de ruissellement et il ne restera que quelques impuretés argileuses qui tapisseront les cavités.

A altitude moyenne, sous le climat tempéré que nous connaissons actuellement, la surface d'un massif calcaire, tel celui de La Pierre-Saint-Martin (ci-contre) au Pays Basque, sera ainsi parcouru par un réseau de crevasses (lapiaz), de dépressions fermées plus ou moins vastes (dolines), de vallées incisées très profondément (canyon) comme les gorges de Kakuetta et d'Holçarté, de grottes aux stalagmites et stalagtites spectaculaires comme dans les grottes de Bétharram et d'Isturits ou de goufres (aven) communiquant avec un vaste réseau hydrographique sous-terrain.

Grottes de BétharamLe calcaire, roche perméable, permet ainsi à l'eau de s'infiltrer, de percoler et de circuler, émergeant soudainement parfois à la faveur d'une résurgence comme la source de la Bidouze, créant un paysage souvent spectaculaire qui est le paradis des spéléologues. Ce paysage, de surcroît arasé lors des dernières glaciations, est quelque peu lunaire avec très peu de sol et donc peu de végétion, qui sera celle d'un causse.

Sous les périodes de climat froid et humide de l'ère Quaternaire, lorsque les eaux de fonte des glaciers étaient très abondantes, cette érosion sous-terraine a été extrême. Le goufre de La Pierre-Saint-Martin n'est-il pas le plus profond d'Europe? Les canyons du Pays-Basque font la joie des rafteurs et le canyon d'Ordesa en Espagne n'est-il appelé Le Colorado pyrénéen? Dans les zones de haute montagne, plus exposées à l'altération mécanique, les sommets calcaires se présenteront sous forme d'aiguilles escarpées comme dans les aiguilles d'Ensabère ou de paysage ruiniforme.

Sous climat tropical chaud et plus ou moins humide de l'ère Tertiaire, comme sous nos latitudes tropicales actuelles, le processus d'altération était plus intense avec plutôt formation de mamelons. 

  •   Comment lire un paysage gréseux?

TurbiditesLe grès est une roche sédimentaire détritique déposée à la surface du globe en milieu aérien, fluviatile (rivières) ou marin peu profond (bord de mer) et généralement riche en quartz.

Elle sera composée de fragments hétérogènes, plus ou moins petits et plus ou moins bien cimentés selon le milieu de dépôt. Selon la nature des composants, les grès prendront diverses couleurs, variant du jaune au rouge tel les célèbres grès couleur lie-de-vin du col du Somport. Si les fragments ont la taille de graviers ou de galets, on utilisera plutôt le terme de poudingue.

De par sa composition, lorsque ce ciment sera très dur, il assurera une forte cohésion des grains, la roches apparaîtra alors compacte, massive dans le paysage et facilement affectées par des déformations cassantes, donnant ainsi l'allure de gigantesques gradins. Au contraire, lorsque ce ciment sera plus tendre, l'erosion disloquera les grains, rendant la roche friable, donnant alors des reliefs très émoussés en forme de croupes plus ou moins arrondies.

A altitude moyenne, sous le climat tempéré que nous connaissons actuellement, l'érosion en attaquant ce ciment rendra la roche friable et émoussera le relief, créant des formes étranges tels Los Mallos de Riglos en Espagne. Cette érosion sera mécaniquement accélérée en haute montagne. Selon la quantité d'argile contenue dans les grès, le sol sera plus ou moins sableux et le développement de la végétation plus ou moins dense, sauf dans les cuvettes fertiles où s'accumuleront préférentiellement les débris argileux.

Sous le climat tropical chaud du Permien l'alternance de périodes sèches et humides a créé un processus d'altération différent et sous ces conditions le fer oxydé s'est fixé en coloriant en rouge lie-de-vin les grès provenant du démantèlement de la vieille chaîne hercynienne. 

  •  Comment lire un paysage argileux?

Marnes dans la région de Jaca.L'argile est une roche sédimentaire détritique déposée à la surface du globe en milieu aquatique (lacs, rivières ou milieu marin calme) ou plus rarement en milieu aérien. L'argile pourra se déposer sur de grandes étendues ou sur de grandes épaisseurs Elle est constituée de très fines particules se groupant en feuillets microscopiques (aluminosilicates) ayant la particularité de pouvoir se gorger d'eau.

L'argile est souple et se déformera facilement en plis sans casser. Si du calcaire entre dans la composition, on utilisera plutôt le terme de marne. Le terme de flysch également rencontré dans la littérature fait plutôt allusion à un faciès hétérogène marno-sableux, déposé sur des épaisseurs considérables en remplissage de profondes dépressions marines au pied des montagnes..

L'argile, très sensible à l'érosion car peu indurée, formera un relief mou, voire des dépressions marécageuses dans le paysage. Parfois, en terrains plus pentés, de forts ravinements ou des glissements marqueront ce paysage instable au ruissellement. Le couvert végétal boisé très dense fera souvent place aux prairies grasses et aux cultures. L'avant-pays pyrénéen, au pied des premiers chaînons calcaires, présentera ce paysage caractéristique de collines ondulées et verdoyantes. 

  • Comment lire un paysage volcanique?

Une ancienne caldeira volcanique: le pic du midi d'OssauLes roches volcaniques s'épanchent à la surface du globe sous la forme d'un liquide plus ou moins visqueux et de manière plus ou moins violente. Formées à très grande profondeur (roches éruptives effusives) dans des poches magmatiques elles atteindront la surface terrestre soit en remontant le long des cheminées des édifices volcaniques soit en remontant le long de failles profondément enracinées. Si la composition de ces laves est plutôt siliceuse on parlera de rhyolites, si elle est plutôt alcaline on parlera de basaltes.

Lorsque les laves atteignent la surface, en s'écoulant, elles se refroidissent brutalement au contact de l'eau ou au contact de l'air. De ce fait elles n'auront pas le temps de cristalliser, seront très massives, dures et compactes. Leur érosion sera donc lente et elles formeront des ensembles compacts. Présent dans les Pyrénées, le volcanisme a marqué tous les âges géologiques mais l'ensemble le plus spectaculaire est, entre autres, celui du piton volcanique du Pic du Midi d'Ossau.

 


 Bibliographie:
(1) Encyclopédie Théma - Les agents de l'érosion, reliefs et types de roches. Ed Larousse, 1992
(2) Roches et Paysages des Pyrénées - Ed Rando, 1997
(3) Guides géologiques régionaux - Pyrénées occidentales Béarn et Pays Basque- ED. Masson,1976
(4) Guides géologiques régionaux - Pyrénées centrales franco-espagnoles - ED. Masson,1992
(5) Pyrénées 500 millions d'années - itinéraires géologiques dans le Parc National. Ed. BRGM, 1983


 

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